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1、缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区和廊道理论与自然保护区景观结构设计,姓名：qxcr专业：*学号：*,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区理念的提出,20 世纪30 年代,有研究者倡议通过在自然保护区内建立缓冲区来减轻保护区外的人类活动对自然保护区的影响。Shelford(1941)正式提出“buffer zones”（缓冲区）这一术语。20 世纪70 年代联合国科教文组织(UNESCO)的“人与生物圈(Man and Biosphere,MAB)计划”及“生物圈保护区(BiosphereReserves,
2、BRs)计划”启动时,缓冲区这一术语才重新开始引起人们的关注。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区的定义,缓冲区的定义很多,但是现有的定义都多少有些欠缺,尤其在缓冲区的作用及允许在缓冲区开展的活动类型方面争议很大。事实上,定义世界范围内通用的缓冲区概念是很困难的。因此,我们提倡只定义缓冲区的位置和功能,而缓冲区内允许开展的活动类型则可依各国或当地的具体情况酌情而定。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,我国缓冲区定义,中华人民共和国自然保护区条例第十八条自然保护区可以分为核心区、缓冲区和实验区。核心区外围可以划定一定面积的缓冲区，只准进入从事科学研究观测活动。第二十
3、八条禁止在自然保护区的缓冲区开展旅游和生产经营活动。因教学科研的目的，需要进入自然保护区的缓冲区从事非破坏性的科学研究、教学实习和标本采集活动的，应当事先向自然保护区管理机构提交申请和活动计划，经自然保护区管理机构批准。第三十二条在自然保护区的核心区和缓冲区内，不得建设任何生产设施。在自然保护区的实验区内，不得建设污染环境、破坏资源或者景观的生产设施；建设其他项目，其污染物排放不得超过国家和地方规定的污染物排放标准。在自然保护区的实验区内已经建成的设施，其污染物排放超过国家和地方规定的排放标准的，应当限期治理；造成损害的，必须采取补救措施。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区
4、模式的发展,内部缓冲区：位于自然保护区内部近边缘处外围缓冲区：位于自然保护区外围近边缘处。,保护区,缓冲区,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区模式的发展,UNESCO(1984)提出将生物圈保护区的“核心区-缓冲区”模式变为“核心区-缓冲区-过渡区”模式,核心区,缓冲区,过渡区,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区模式的发展,“核心区-缓冲区-过渡区1/过渡区2”型,核心区,缓冲区,过渡区1,过渡区2,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区模式的发展,“核心区-外围缓冲区-廊道”型,核心区,缓冲区,廊道,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应
5、用,缓冲区模式的发展,“多个核心区由一个共同的缓冲区包围”型多个核心区分别有不同的缓冲区,最后通过共同的过渡区联系在一起的类型,核心区,缓冲区,过渡区,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区的功能,生态缓冲与保护将外来影响限制在核心区之外,加强对核心区内生物的保护,是缓冲区最基本的功能为周边社区提供利益可适当补偿居民因不能进入核心区而造成的损失教育示范与科研基地其他功能,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区的规划原则,根据当地的土地利用矛盾的大小确定缓冲区的位置。根据缓冲区的建立目的、可利用的土地、传统的土地利用系统、威胁和机遇等因素确定最佳的缓冲区大小。考虑保护
6、区各部分受影响程度的差异如美国的马萨诸塞州将湿地保护区的缓冲区宽度统一定为30.5m,这一宽度不能满足卡罗莱纳州海湾湿地中93 种淡水海龟正常生活所需的栖息地大小。对影响核心区保护的主要因子进行筛选和排序,并利用相关软件算出缓冲区的宽度生态角度：要明确被保护的生态系统的类型及系统内某些重要物种的生态学特征社会经济：应当考虑当地居民的需要、兴趣及知识水平等还应考虑相应的立法和管理方式等,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区的规划原则,总之，自然保护区缓冲区的设计必须针对保护区的保护对象的生物学特征、保护区所在地区的生物地理学特征、社会经济特征开展研究,确定缓冲区的形状、宽度和面积
7、,目标是将不利于自然保护区的因素隔离在自然保护区之外。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区的发展现状,缓冲区已经成为自然保护区设计中不可缺少的一部分促进自然保护区周边地区社会经济发展方面扮演了重要角色。设计不合理，缺乏相应的管理,许多缓冲区形同虚设地处偏远且经济欠发达的地区,周边居民的生活需求和社会发展对自然保护区的威胁很大；许多缓冲区缺乏界碑标定,因而边界不明；在被调查的50个国家级自然保护区中,51.11%的缓冲区内生活有当地居民。许多保护区虽彼此相连,但却由于行政区划的原因,而分属于不同的管理单位。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,生境廊道,缓冲区和廊道理
8、论及其在自然保护区建立中的应用,廊道理论的提出,通过过去一个多世纪的生物多样性保护实践，人们逐步认识到建立自然保护区是保护生物多样性最有效的方式越来越多的研究表明，生境的丧失和生境破碎化是物种退化和生物多样性衰退的重要原因“生态孤岛”式的自然保护区建设模式仍然没有避免区域的生境破碎化生境破碎化阻断了生物种群间的交流，导致了许多物种消逝的现象，特别是在一些中小型的自然保护区Noss 等(1986)首先提出了区域保护区网设计的“节点网络模块廊道”(node-network-modules-corridors)模式，并在区域保护区网络建设中得到应用。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,生
9、境廊道的定义,生境廊道是指连接破碎化生境并适宜生物生活、移动或扩散的通道，也称为生态廊道和生物廊道。Dramstad 等(1996)将廊道分为大尺度廊道、中尺度廊道和小尺度廊道。中小尺度的廊道主要是指野生动物迁徙和活动的通道;自然保护区体系构建则主要关注于大尺度的生境廊道，即连接较大生境斑块的绿色通道。在结构上不同于周围植被的狭窄的植被带,在功能上把曾经连为一体但因破碎化而产生的2个或多个植被斑块连接起来,并有利于动植物在这些植被斑块之间运动和增强受隔离种群连接度。生境廊道是物种利用的条带状植被带,以实现连接生境、防止种群隔离、维持最小种群数量和保护生物多样性的目的。,缓冲区和廊道理论及其在自
10、然保护区建立中的应用,生境廊道的作用,生境廊道作为适应于区域间物质流、能量流和生物流的通道，将自然保护区或自然保护区与其他自然生境相连，能够把被人类社会隔离的“生态孤岛”连接成自然保护网络，增进生物之间的交流，减少生境破碎化的影响。积极作用：增加破碎化斑块之间目标物种的迁移效率维持种群数量增加基因流动提高局部种群的稳定性增加破碎化区域的物种多样性负面影响：促进“有害生物”的扩散引诱目标物种进入危险区域,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,生境廊道的发展,美国早期主要由建筑学人员应用景观设计的方法来规划都市区域的生态廊道，强调以人为主；而后建设重点转移到大尺度的保护生物迁徙通道上，强调
11、对自然生态要素空间与过程的考察，以保护生物迁徙通道为前提的连接不同生境斑块的生境廊道快速发展；20世纪在70 年代提出了“绿道”(greenways)概念，通过对生境廊道和绿地现状以及人类活动现状进行评价，通过地理信息系统软件将图层叠加，规划连接主要绿地，并相互连通，形成一个整体。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,生境廊道的发展,20世纪中后期，由于严重的生态环境问题，欧洲的生境廊道建设也逐渐起步，在20 世纪70 年代后得到快速发展，并在1993 年提出了建立欧洲生态网络的建议，主要强调在考虑生态要素空间关联性的基础上，在保护生物学的理论指导下，以保护生物迁徙通道为前提，规划生
12、境廊道的结构布局与形态面积等近几年，欧美发达国家的学者在生境廊道规划设计研究中普遍采用最新的地理信息系统技术和数学模型对地理空间数据进行量化分析，在此基础上，提出相应方案。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,生境廊道的发展,20 世纪末期，生境廊道规划的理念才被引入到我国，虽然发展都比较晚，但是最新的遥感和地理信息系统等软件技术的应用，促进了生境廊道的设计方法研究。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,自然保护区景观结构设计,以卧龙自然保护区为例,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,卧龙自然保护区,卧龙自然保护区建于1963年，位于四川省阿坝藏族、羌族自治州汶川
13、县西南部，邛崃山脉东南坡，距四川省会成都130公里。卧龙自然保护区是国家级第三大自然保护区。四川省面积最大、自然条件最复杂、珍稀动植物最多的自然保护区。保护区横跨卧龙、耿达两乡，东西长52公里、南北宽62公里，总面积约70万公顷。主要保护西南高山林区自然生态系统及大熊猫等珍稀动物。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,自然保护区景观结构设计的基本原则,生物保护优先原则必须首先考虑目标物种的生态特性和种群最小生存能力,根据生物物种对自然环境的需求进行景观结构设计,不仅要求每一个景观要素必须有利于物种的保护,而且还要求从景观尺度上有利于目标种群的保护。微观与宏观相结合的原则对某一碎裂种群
14、的保护,往往从局部的生存环境考虑,设计适宜的保护区,与此同时,人为地将它与外界隔绝为了从长远角度考虑整个种群的保护,必须从宏观上研究不同碎裂种群之间的相互联系和保护，如建立合理的缓冲区和生境廊道等综合性原则要考虑所有影响物种生存的景观因子,在景观适宜性评价的基础上,设计合理的核心区、缓冲区和生境廊道。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,保护区景观结构设计流程,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,景观适宜性评价,根据不同景观因子相对于目标物种的重要性(影响程度),确定不同景观因子对目标物种的权重,在此基础上,评价各种景观因子在空间上组合对物种的景观适宜性。食物来源权重赋值海
15、拔高度出现频率,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,核心保护区设计,在景观适宜性评价图基础上,利用GIS圈划出景观适宜地区组成的所有潜在斑块(图a),并统计出所有潜在核心斑块的面积。考虑到每只大熊猫一般需要389 640hm2 的活动领域,如果将可以容纳5 只以上大熊猫的面积作为核心斑块的最小面积(取400hm2 作为一只大熊猫的最小活动区域),则核心斑块的面积最小应为2000hm2。通过重新赋值可以得到核心斑块的分布(图3b),缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,核心保护区设计图,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区设计,缓冲区是围绕着核心区来设计的,通常
16、做法是在核心区外设计一定宽度作为缓冲区。首先利用GIS计算出以核心斑块为中心的距离指数(图a)可以看出在所有以核心斑块为中心的等距线中,2km 等距线所覆盖的范围可以将所有核心斑块包含在内,因此在确定缓冲区时,应以该等距线作为基本缓冲区的边界线。为了保证大熊猫不受影响,设计中我们取3km 等距线作为缓冲区的外边界(图b),缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,缓冲区设计图,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,廊道设计,不同的栖息地之间建立合理的廊道可以促进不同种群之间的基因交换,有利于整个种群的保护,然而廊道位置、宽度的确定具有较大的模糊性。对现有生境廊道的保护与改善不同核心
17、斑块之间存在一些狭长的通道,可以认为是斑块间的生境廊道潜在生境廊道的建设地形条件必须是适宜的，因为地形条件是难以改变的景观因子食物来源适宜性较低,经过植被恢复可将该地区改造为适宜的生境廊道廊道的宽度应为1 只大熊猫自由活动领域等面积圆的直径根据以上条件,利用GIS 得到卧龙自然保护区潜在的廊道分布图,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,廊道设计图,a 显示了现有的生境廊道；b 显示了所有可能成为潜在生境廊道的位置；c 为设计的潜在的生境廊道,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,结语,建立自然保护区的主要目的是防止物种灭绝和生物多样性消失,然而孤立地建立自然保护区恰似一座孤立
18、的岛屿,其周围被人类创造的异质环境所包围,保护区的物种将受到不同程度的隔离。有时自然保护区的建立不仅未能起到保护物种和生物多样性,反而加速了物种生态习性的退化,不利于生物多样性保护。如何从整体上保护濒危物种和生物多样性,不仅需要设计功能合理的自然保护区,而且需要从更大尺度上考虑不同栖息地之间物种的迁移和交换,如建立适宜生境廊道、缓冲区等。,缓冲区和廊道理论及其在自然保护区建立中的应用,参考文献,1杨持.生态学M.北京：高等教育出版社，2008.2戈峰.现代生态学M.北京：科学出版社，20083叶有华,孙红斌,林石狮,夏熳璐,王伟,陈冰.城市自然保护区动物廊道构建技术研究J.生态环境学报,201
19、4,12:1905-1914.4侯宁,戴强,冉江洪,焦迎迎,程勇,赵成.大相岭山系泥巴山大熊猫生境廊道设计J.应用与环境生物学报,2014,06:1039-1045.5李正玲,陈明勇,吴兆录.生物保护廊道研究进展J.生态学杂志,2009,03:523-528.6姜明,武海涛,吕宪国,朱宝光.湿地生态廊道设计的理论、模式及实践以三江平原浓江河湿地生态廊道为例J.湿地科学,2009,02:99-105.7郭纪光,蔡永立,罗坤,左俊杰,刘志国,倪静雪.基于目标种保护的生态廊道构建以崇明岛为例J.生态学杂志,2009,08:1668-1672.8朱强,俞孔坚,李迪华.景观规划中的生态廊道宽度J.生态学
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